Регуляция генной активности сделала табак менее вредным

Исследователи из Университета штата Северная Каролина разработали новый метод изменения метаболизма растений, который помогает уменьшить в них количество вредных химических соединений, в том числе канцерогенных. Технология была удачно испытана на табаке.

«Существует ряд методов для успешного уменьшения концентрации определенных химических соединений в растениях, таких как табак, но исследования показали, что некоторые из этих методов могут одновременно увеличивать количество других вредных химических соединений, — сказал профессор Дею Се. — Наша технология уменьшила количество вредных соединений, включая вызывающий привыкание никотин, канцерогенный N-нитрозонорникотин (NNN) и другие специфичные для табака нитрозамины без вредного воздействия на растения».

Новый метод использует регуляторные элементы генома — короткие некодирующие фрагменты ДНК, которые контролируют транскрипцию близлежащих генов, а также факторы транскрипции — белки, которые помогают включать или выключать определенные гены, связываясь с регуляторными элементами. Предыдущие исследования показали, что два фактора транскрипции у растения арабидопсис, PAP1 и TT8, регулируют синтез антоцианов. Дею Се предположил, что эти белки можно использовать в качестве молекулярных инструментов, чтобы помочь снизить уровень некоторых вредных химических соединений, таких как никотин.

«PAP1 регулирует пигментацию, поэтому растения табака с повышенной активностью гена PAP1 красного цвета, — рассказывает Дею Се. — Мы проверили ДНК растений и обнаружили, что табак имеет PAP1- и TT8-чувствительные регуляторные элементы рядом с генами JAZ, которые подавляют синтез никотина». Ученые проверили содержание никотина и других веществ в растениях табака с повышенной экспрессией этих факторов транскрипции и обнаружили значительное снижение. Например, содержание NNN в листьях снизилось на 63–79 %. В целом методика значительно снизила количество канцерогенных веществ. Дею Се считает, что этот метод может быть использован на других сельскохозяйственных культурах, чтобы улучшить характеристики.

Статью с итогами исследования опубликовал Journal of Advanced Research.